BỘ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN
TH
ÔNG
HUỲNH CAO TUẤN
PHÁT TRIỂN CÁC KỸ THUẬT BIỂU DIỄN
BIỂU CẢM KHUÔN MẶT 3D
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Hà Nội – 2
021
BỘ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN
TH
ÔNG
HUỲNH CAO TUẤN
PHÁT TRIỂN CÁC KỸ THUẬT BIỂU DIỄN
BIỂU CẢM KHUÔN MẶT 3D
Chuyên ngành : Hệ thống thông tin
Mã số : 9.48.01.04
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
1. PGS. TS. Đỗ Năng Toàn
2. TS. Nguyễn Thanh Bình
Hà Nội – 2
021
i
LỜI CẢM ƠN
Xin chân thành cảm ơn Quý thầy/cô Học viện Công nghệ Bưu Chính Viễn
Thông đã giúp đỡ tận tình để nghiên cứu sinh hoàn thành Luận án. Xin bày tỏ lòng
biết ơn sâu sắc đến hai vị Thầy kính yêu, đó là PGS.TS. Đỗ Năng Toàn và TS. Nguyễn
Thanh Bình; những người đã tận tình hướng dẫn, gợi ý và cho nghiên cứu sinh những
lời khuyên hết sức bổ ích trong suốt quá trình thực hiện luận án. Bên cạnh đó nghiên
cứu sinh xin gửi lời cảm ơn đến Ban Lãnh đạo, những thầy cô quản lý Sau đại học
của Học viện Công nghệ Bưu Chính Viễn Thông đã hỗ trợ trong quá trình nghiên cứu
sinh nghiên cứu tại Trường. Nghiên cứu sinh xin chân thành cảm ơn Trường Đại học
Lạc Hồng là nơi nghiên cứu sinh đã và đang làm việc; qua đây xin trân trọng gửi lời
cảm ơn chân thành đến Ban lãnh đạo Nhà Trường vì đã không ngừng quan tâm, khích
lệ và tạo điều kiện thuận lợi để nghiên cứu sinh có thời gian hoàn thành nhiệm vụ
nghiên cứu và thực hiện Luận án này. Đồng thời, nghiên cứu sinh cũng xin cảm ơn
sự hợp tác của các đồng nghiệp ở Viện công nghệ thông tin - Viện Hàn lâm Khoa học
và Công nghệ Việt Nam. Qua sự hợp tác này đã giúp nghiên cứu sinh nhìn nhận vấn
đề nghiên cứu ở nhiều góc độ khác nhau, hoàn thiện hơn thông qua các buổi thảo luận
của nhóm. Bên cạnh đó, nghiên cứu sinh xin cảm ơn sự động viên, chia sẻ của các
anh/chị nghiên cứu sinh trong suốt thời gian cùng nhau học tập và nghiên cứu tại
Trường. Cuối cùng, con xin chân thành cảm ơn Cha, Mẹ đã luôn động viên trong quá
trình học tập.
Trân trọng,
Huỳnh Cao Tuấn
ii
LỜI CAM ĐOAN
Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, kiến thức thực tiễn và dưới sự hướng dẫn khoa
học của PGS.TS. Đỗ Năng Toàn và TS. Nguyễn Thanh Bình.
Tôi xin cam đoan rằng, bản luận án tiến sĩ này là công trình nghiên cứu của bản
thân và không sao chép nội dung từ các luận án hay công trình khác.
Các kỹ thuật và những kết quả trong luận án là trung thực, được đề xuất từ
những yêu cầu thực tiễn, chưa từng được công bố trước đây.
Nghiên cứu sinh
Huỳnh Cao Tuấn
iii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. i
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... ii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................ v
DANH MỤC KÝ HIỆU TOÁN HỌC ...................................................................... vii
DANH MỤC CÁC BẢNG ...................................................................................... viii
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................... ix
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
1. Sự cần thiết của đề tài .......................................................................................... 1
2. Đối tượng, Mục tiêu, Phạm vi và Phương pháp nghiên cứu ................................ 3
3. Các đóng góp của luận án .................................................................................... 5
4. Bố cục luận án ...................................................................................................... 6
Chương 1 ..................................................................................................................... 7
TỔNG QUAN VỀ TRÍCH CHỌN ĐẶC TRƯNG VÀ BIỂU DIỄN BIỂU CẢM
KHUÔN MẶT ............................................................................................................ 7
1.1. Tổng quan về một hệ thống biểu cảm khuôn mặt ...................................... 7
1.1.1. Khái niệm biểu cảm mặt người .................................................................. 8
1.1.2. Định nghĩa điểm điều khiển ..................................................................... 10
1.1.3. Một số vấn đề trong một hệ thống mô phỏng biểu cảm ........................... 10
1.2. Nhận diện và trích chọn đặc trưng biểu cảm ............................................ 12
1.2.1. Một số phương pháp phát hiện khuôn mặt trong ảnh ............................... 12
1.2.2. Bài toán trích chọn đặc trưng biểu cảm khuôn mặt .................................. 16
1.2.3. Một số cách tiếp cận trích chọn đặc trưng ................................................ 17
1.3. Biểu diễn biểu cảm khuôn mặt ................................................................. 25
1.3.1. Các khía cạnh hình học của khuôn mặt người .......................................... 26
1.3.2. Một số vấn đề trong biểu diễn biểu cảm ................................................... 27
1.3.3. Một số phương pháp tiếp cận giải quyết bài toán ..................................... 28
1.4. Tổng kết chương và vấn đề nghiên cứu.................................................... 37
Chương 2 ................................................................................................................... 39
KỸ THUẬT TRÍCH CHỌN ĐẶC TRƯNG CỬ CHỈ VÀ ƯỚC LƯỢNG BIỂU
CẢM .......................................................................................................................... 39
2.1 Bài toán phát hiện khuôn mặt ................................................................... 39
2.1.1 Mô hình khuôn mặt mẫu ........................................................................... 39
2.1.2 Phát hiện khuôn mặt ................................................................................. 44
2.1.3 Kết quả thử nghiệm .................................................................................. 44
2.2 Bài toán trích chọn đặc trưng cử chỉ ......................................................... 46
